Barlog Gruppe Die Zukunft von Kunststoffteilen realitätsnah simulieren

Redakteur: Peter Königsreuther

Mit CAE-Services der Barlog Gruppe komme man schneller, sicherer und kosteneffizienter von der Idee zum fertigen Kunststoffprodukt.

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Wer schon weiß, was sein Kunststoffteil macht, bevor das erste aus dem Spritzgießwerkzeug fällt, spart Kosten, Aufwand und Zeit. Die Barlog Gruppe unterstützt deshalb mit eigenem CAE-Know-how alle, die sich die meist recht kostspieliegen, aber dazu nötigen Simulationstools nicht anschaffen können. Beispiel für eine Füllzeitsimulation an einem Smartphone-Gehäuse.
Wer schon weiß, was sein Kunststoffteil macht, bevor das erste aus dem Spritzgießwerkzeug fällt, spart Kosten, Aufwand und Zeit. Die Barlog Gruppe unterstützt deshalb mit eigenem CAE-Know-how alle, die sich die meist recht kostspieliegen, aber dazu nötigen Simulationstools nicht anschaffen können. Beispiel für eine Füllzeitsimulation an einem Smartphone-Gehäuse.
(Bild: Barlog)

Wer technische Kunststoffteile entwickelt und herstellt, der weiß, dass die Kunst im Umgang mit Kunststoffen darin liegt, das Materialverhalten im Spritzgussprozess richtig vorherzusagen, und dieses Wissen beim Bauteil- und Werkzeugdesign entsprechend nutzbringend einzusetzen. Gelingt die Prognose nicht, so Barlog, können teure und langwierige Anpassungsschleifen in einer späten Projektphase die Folge sein. Die Barlog Gruppe setze deshalb auf computergestützte Simulationstools und könne so die Produkteigenschaften eines noch in der Entwicklung befindlichen Bauteils sicherer und zuverlässiger voraussagen.

Eine computergestützte Simulation nutzt längst nicht jeder Kunststoffler

In ihrem Geschäftsbereich CAE-Services (Computer-Aided-Engineering) bieten die Spezialisten sowohl die Durchführung von Spritzgusssimulationen (Virtual Molding) als auch von Strukturanalysen als Dienstleistung an. „Will man einen Kunststoffartikel mit einem neuen Material, einer komplexen Geometrie oder neuen Features entwickeln, stößt man schnell an die Grenzen der traditionellen Produktentwicklung“, weiß Frank Barlog, Geschäftsführer der BAHSYS GmbH. Die Folgen von später durchgeführten Anpassungen sind überzogene Termine, ungeplante Mehrkosten und die Ungewissheit darüber, ob der Artikel den in der Praxis herrschenden Belastungen auch wirklich standhält.

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Die Möglichkeit zur Entwicklung mit computergestützten Simulationen gibt es bereits seit Jahrzehnten, räumt Barlog ein – allerdings findet die Verknüpfung von Simulation und Produktion laut einer aktuellen Studie des IMU Instituts zur Digitalisierung in der Kunststofftechnik auch heute „nicht oder nur selten statt“. Insbesondere den kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) sei die Investition in Hard- und Software häufig zu teuer und es fehle an ausgebildetem Fachpersonal. „Jedoch steht außer Frage, dass Artikeloptimierungen möglichst früh im Entwicklungsstadium anzusetzen sind, um nicht exponentiell ansteigende Kosten in späteren Entwicklungsphasen zu verursachen“, betont Tobias Haedecke, Projektmanager der BAHSYS GmbH.

Mit virtuellen Helfern schneller am Markt sein

Die Barlog Gruppe bietet im Geschäftsbereich CAE-Services deshalb an die Probleme von anderen per „Virtual Molding“ zu lösen, einem System, das außer Füllsimulationen zu Beginn der Produktentwicklung beispielsweise auch die Berechnung des thermischen Haushalts in der Phase der späteren Produktrealisierung umfasst, wie es heißt. Das sei wichtig, denn beim Bau der Serienwerkzeuge steige das Risiko, in eine Zeit- und Kostenfalle zu geraten, erheblich an. Ein Fehler bei der Gestaltung der Werkzeugtemperierung führt laut Barolg im besten Fall zu unnötig langen Zykluszeiten, kann aber auch die Fertigung maßgenauer Spritzgussteile unmöglich machen.

Im schlimmsten Fall, so Barlog, müssen mangels nachträglicher Änderungsmöglichkeiten ganze Spritzgusswerkzeuge neu gebaut, oder dauerhaft teure Kompromisse akzeptiert werden – wie zum Beispiel hohe Ausschussraten, maßgeschneiderte Sondermaterialien oder zu lange Zykluszeiten. „Bei der Barlog Gruppe bedeutet Virtual Molding in diesem Fall das Berechnen des thermischen Haushalts des gesamten Werkzeugs über mehrere Prozesszyklen hinweg, um das Verhalten des Gesamtsystems zu beurteilen, um die ‚Time-to-Market‘ zu verkürzen“, erklärt Haedecke.

Wenn wir schon mal bei Thema Smartphone-Teile sind, was die bildlichen Beispiele dieses Artikels betrifft, gibt's hier noch mehr davon:

Strukturanalysen zeigen ob's später was aushält

Die Strukturanalyse setze im Vergleich zum Virtual Molding nicht beim Herstellungsprozess, sondern beim eigentlichen Artikel inklusive deer bestehenden Fertigungseinschränkungen an. Mit dieser Methode lässt sich laut Barlog voraussagen, ob der designte Artikel den geplanten Anforderungen standhalten wird. Die CAE-Abteilung der Barlog Gruppe analysiere dabei die gegebenen Verhältnisse, führe Festigkeitsnachweise und Lebensdauerabschätzungen durch und gebe daraus abgeleitete wertvolle Optimierungshinweise an die Entwickler und Konstrukteure weiter. Darüber hinaus wird mit der integrativen Simulation ein detaillierter Einblick in die Bauteilentwicklung und Auslegung angeboten, wie es weiter heißt. Koppelt man nun beide Simulationsansätze, kann mit den Ergebnissen der Füllsimulation auch die Ausrichtung im Kunststoff vorhandener Verstärkungsfasern übertragen werden, sodass die Strukturanalyse nicht nur als vereinfacht isotrop, sondern auch anisotrop gerechnet werden kann.

Simulierte Erkenntnisse vom Prototyp bis zur Serienentwicklung

Durch die Integration in die Full-Service-Strategie der Barlog Gruppe bestehe bei jeder Aufgabenstellung des Geschäftsbereichs CAE-Services im eigenen Haus Zugriff auf erfahrene Experten aus Materialentwicklung, Materialprüfung, Konstruktion, Werkzeugbau, Spritzgussfertigung und Prozessoptimierung. So fließt das Fachwissen aus der gesamten Prozesskette in die Simulation, heißt es. Simulationsdienstleistungen würden sowohl als einzelne Dienstleistungen in projektspezifisch optimalem Umfang als auch als Bestandteil ganzer Entwicklungsaufträge angeboten. Und der Geschäftsbereich „protosys“ nutzt die Dienste der CAE-Services für die Entwicklung von Prototypen, so Barlog. „Wir wollen damit erreichen, dass unsere Kunden schon aus der Prototypenphase so viele Informationen wie möglich mitnehmen können“, betont Frank Barlog.

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